红外反射式光学系统光机结构设计与分析

为实现红外双波段共孔径光学系统,设计出一种采用大孔径、无焦反射式光学系统,并详细介绍该系统结构.中波和长波MTF值在25线对下均大于0.3.考虑到该光学系统野外使用时复杂的运输环境,利用有限元法对简化后的卡塞格林式望远系统进行低阶振动特性和模态特性分析.通过比较2种材料的模态分析计算结果,最终选取铝合金为金属材料,保证1阶固有频率大于50 Hz,满足野外运输条件,说明该系统结构合理可行.     

等厚等倾复合型干涉仪

干涉仪是可以快速高效,非接触地获取被测元件信息的光学测量仪器。为拓展单个干涉仪应用范围,设计出一种利用切换式系统,能根据测量需求实现等厚干涉和等倾干涉之间转换的复合型干涉仪。在介绍复合型干涉仪基本结构的基础上,分析了干涉仪设计中需要注意的问题和事项,着重讨论了光源的选择,准直物镜像差要求,聚光镜设计参数。利用ZEMAX软件完成了干涉仪光学系统的设计。最后,用FRED软件对干涉仪建模,进行仿真分析,得到了等厚干涉和等倾干涉干涉图,干涉条纹均清晰可见。表明此干涉仪可应用于实际光学测量之中。     

一种激光雷达复合式扫描方法及试验

传统激光雷达系统中,固态激光光源的重复频率和扫描系统的扫描带宽、精度均制约着系统成像。为提高激光雷达的成像精度,首先,在激光光源上采用经EDFA放大后的DFB高重频激光光源。其次,提出了一种PZT与振镜相结合的两级复合式激光扫描方法,利用PZT对小视场范围进行精细扫描,利用振镜对PZT的扫描视场和接收视场进行偏转完成粗扫描,在提高激光雷达扫描精度的同时拥有较大的扫描视场。最后,经试验所设计的复合式扫描激光雷达的方位角为99 mrad,俯仰角为49.5 mrad,角分辨率达到0.1 mrad,测距精度达到0.159 m。     

双光楔微扫描哈特曼-夏克波前探测技术

传统哈特曼-夏克传感器主要受微透镜尺寸与微透镜数量的限制,对待测波前采样不足,影响对波前的探测精度。通过对哈特曼-夏克传感器波前重构原理和双光楔微扫描原理进行分析讨论,提出了一种在哈特曼-夏克传感器之前加入双光楔微扫描结构的检测方法,弥补了传统哈特曼-夏克传感器对待测波前采样不足的缺点。利用Zemax和Lighttools软件模拟了加入双光楔微扫描结构哈特曼-夏克传感器的光斑分布情况。微扫描图像重建算法与波前重构算法结合给出原理性验证,对所模拟后大像差光学系统波前复原精度提高了53.53%,该方法可以有效提高哈特曼-夏克传感器对波前探测的精度。     

中波红外光学测试系统的设计

针对中波红外光学系统直观测试要求,考虑机械机构的限制,采用光学检测的方法对待测中波红外光学系统的像面位置、弥散斑大小和扫描圆直径测试系统进行了设计.详细介绍了中波红外光学测试系统的原理,对测试系统中的各个组成部分,包括光学系统、机械系统和图像处理系统,进行了深入的讨论.重点对光学系统中主要影响测试精度的准直器、测量显微系统的技术指标进行了计算.最后,对测试系统的各项指标的测试精度进行了分析,表明测试系统的精度满足使用要求.     

全景航空相机性能检测系统设计

为实现全景航空相机对地面目标的检测要求,根据其工作原理设计出一套可完成高精度、多参数航空相机的室内检测系统。首先在分析其性能指标和工作原理的基础上,给出了该检测系统的总体方案。详细设计了系统的主要组成部分:远目标模拟系统即大视场平行光管,动态图形发生系统等结构。提出平行光管和动态图形发生器核心参数的测试方法后,对所设计的检测系统进行实际测试,结果显示其整体性能满足所提设计要求。     

吸收涂层法抑制龙虾眼透镜杂散光

龙虾眼光学的灵感来自于生物界中龙虾眼睛独特的结构形式。龙虾眼透镜的像点是十字形分布,由焦臂、焦点组成,在光波段应用存在明显的背景杂光,严重制约了其应用。通过对龙虾眼透镜的聚焦过程进行分析,提出了使用吸收涂层法对龙虾眼透镜杂散光进行抑制,综合运用末端涂层法和贯穿涂层法消除十字焦臂及背景光从而抑制杂散光。通过使用杂光分析软件进行建模对比分析表明,在不降低中心焦点照度的前提下,使用吸收涂层可以显著抑制龙虾眼透镜的杂光。背景杂光水平降低约一个数量级,而十字焦臂弥散减小并且强度下降约40%。从而可以明显提高信噪比与图像的对比度。     

目标激光反射率测试方法研究

反射率的测量可分为两种方法绝对测量法(直接测量法)和相对测量法(比较测量法).当被测反射功率与入射功率相比时,则为绝对测量;先测出被测目标的反射功率和已知反射率的标准反射板的反射功率,再用其比乘以已知的标准反射板的反射率,就可以得到被测目标的反射率,这种测量的方法称为相对测量.本文论述了一种采用相对测量反射率测试方法,用于激光反射率的测量,并对测量进行了分析.     

基于S波片和双延迟器的矢量光场偏振调控方法

基于S波片和双延迟器的偏振特性,提出了一种矢量光场的生成及偏振调控方法,该方法能够将标量高斯光束转换为偏振态分布可调谐的矢量光束。结合Stokes-Mueller矩阵算法,建立了矢量光场偏振调控的数学模型,并仿真计算出标量高斯光束经过S波片和双延迟器（包括双1/4波片和双1/2波片两种情况）后的偏振态空间分布。讨论了双延迟器相对旋转时光场偏振分布的演化规律及机理,实验结果与数值仿真结果相互吻合,表明该方法可以实现对标量相干光场的复杂偏振调控,验证了理论分析的正确性和该方法的可行性。